近日，中國科學院昆明動物研究所基因調控與表觀遺傳學科組，以 CTCF prevents genomic instability by promoting homologous recombination directed DNA double-strand break repair 為題的論文，在線發表在 PNAS 上，研究揭示了絕緣子結合蛋白 CTCF 通過參與 DNA 損傷修復而幫助維持基因組穩定性。

CTCF 是控制染色質高級結構和表觀遺傳的關鍵蛋白，具有組織染色質高級結構、調控基因轉錄、作為絕緣子蛋白、參與遺傳印記和參與選擇性剪接等多種功能。CTCF 突變會引起人類小頭畸形癥和智力低下；條件敲除 CTCF，能夠引發小鼠神經元缺失并阻斷淋巴細胞的增殖和分化，增加腫瘤發生的機會；CTCF 可以幫助細胞抵抗凋亡和 UV 帶來的傷害。針對這些現象，現有研究多從 CTCF 的絕緣子功能和基因表達調控層面進行解釋，但科研人員認為這并不是 CTCF 在這些現象中*直接的功能。許多 CTCF 缺失相關研究都有一個共同的，類似于影響基因組的穩定性的表型；CTCF 可能在維持基因組穩定性中有更為直接的功能。

為了尋找對這些現象*簡單的解釋，科研人員研究了 CTCF 在維持基因組穩定性和 DNA 損傷修復中可能發揮的作用。研究發現，CTCF 缺陷細胞存在更多的染色質斷裂、染色質末端融合。CTCF 敲低的細胞經過 DNA 損傷誘導藥物處理或 UV 照射后會產生更多的γH2A.X 和 53BP1 顆粒（A，B），導致 DDR 關鍵因子 ATM 活化。激光損傷和 ChIP 實驗發現，CTCF 可以被招募到 DNA 損傷區域，這一招募依賴于 ATM、NBS 和 CTCF DNA 結合域（C, D）�？蒲腥藛T進一步使用針對 HR 和 NHEJ 設計的兩個 DSB 誘導修復系統，證實 CTCF 的敲低會引起 HR 損傷修復效率降低。CTCF 與 HR 途徑中關鍵因子 RAD51 有直接相互作用（E, F, G），CTCF 敲低影響 RAD51 的招募。研究人員推測，CTCF 和 RAD51 一起促進同源序列的識別，而增加 DNA 修復效率（H）。這表明 CTCF 確實參與了維持基因組穩定性和 DNA 損傷修復過程。這將引導科研人員對已發表的許多研究進行重新解釋，也為科研人員從染色質高級結構組織層面研究基因組穩定性維持開啟了新視角。